JP2865374B2 - 吹付け塗装装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の背景） 本発明は被加工材の一部分をコーティング材で吹付け
塗装するための装置に関するものであり、より具体的に
は被加工材の所望の部分以外の塗装を防止するための自
己収納マスク装置を含んだ吹付け塗装装置に関するもの
である。

被加工材の一部分のみを吹付け塗装することが望まれ
る種々の用途が発生している。

ジョンズ（Jones）等の米国特許第4,313,970号（1982
年２月２日認可）及びコーダ（Coder）の米国特許第4,0
33,803号（1977年７月５日認可）に示されるような特殊
な設計のマスキングテープが被加工材の手動マスキング
を容易化するために開発されている。ある用途において
は、自動車ボディの下側部分をポリビニール塩化物材の
層で塗装し、同ボディに対して自動車の運転中ぶつかる
可能性のある石片から同ボディを保護することが望まれ
た。車両ボディの上側部分を余計に塗装してしまうこと
を防止するために、上側部分はテープで定位置に配置さ
れた紙で覆われ、テープは紙の周縁に沿って走行してい
る。

この手動によるマスキング工程には幾つかの問題が認
められた。同一に、黒線として知られる現象が発生し
た。ある材料のエッジ付近の塗装材料はマスキングテー
プがひきはがされるに従いかなりシャープなエッジを示
すことが多い。この場合に問題となることは固体になり
易い塗料が前記シャープエッジに沿って粘着せず、かく
して所望の色とは異なった縞模様が発生してしまうとい
うことである。第二には、マニュアルマスキング作業に
はマスキング材の人手による除去工程が含まれるという
ことである。この人手によるマスキングはがしは塗装し
た被加工材に望ましくない高率の損傷部分をを与える結
果となる。最後には、満足すべき塗装品が得られたとし
てもマニュアルによるマスキング作業及びマスキングは
がし作業は本質的に労働集約的であり、労力のかかる作
業で望ましいものではない。

被加工材の人手によるマスキング及びマスキング外し
を必要としない態様で被加工材を限定的かつ選択的に塗
装する試みは幾つかなされている。そのような試みの例
はタカダの米国特許第4,800,102号（1989年１月24日認
可）、及びクレーグ（Craig）の米国特許第4,066,807号
（1978年１月３日認可）に示されたステンシルである。
タナカ及びクレイグ両特許はステンシルを清掃して塗装
材の堆積を排除し、そうしなければ必然的に生ずるステ
ンシルの作動の低下を防止することが望ましいというこ
とを認識している。タカダ及びクレーグ両特許は、しか
しながら、特殊な設計の塗装用途に限定されている。

他の塗装用途においては塗装されるべき領域を限定す
るために吹付けデフレクタを利用している。ブレナン
（Brennan）の米国特許第2,733,172号（1956年１月31日
認可）は塗装される物質を移動ウエブに閉込めるために
吹付けノズルの両側に配置された一対の偏向表面を利用
している、これらの表面は吹付けられた材料をウエブ上
へと偏向させ、再配向させる。ブレナンの特許に開示さ
れた装置は、しかしながら、その用途が前記偏向表面に
付着しない物質の吹付け塗装に限定される。

従って、被加工材を人手によりマスキングせず、しか
も満足すべき作動効果が得られる吹付け塗装プロセスに
対するニーズが存在する。

（発明の要約） 本発明によれば、被加工材の第一の部分を塗装物質で
吹付け塗装する際、この第一の部分に接する被加工材の
第二の部分をマスキングして、同第二の部分の塗装を排
除するという吹付け塗装装置によってこのニーズが満足
される。本装置は塗装物質を被加工材上に吹付けるため
の手段装置と、吹付け装置をして被加工材に関してこれ
を前記第一の部分に沿って塗装するよう移動させるため
の手段装置と、吹付け塗装された物質がこの第一の部分
を超えて被加工材と接触することを防止するためのマス
ク装置とを含んでいる。前記マスク装置は前記吹付け装
置上に装着されて、これといっしょに並進運動する回転
可能マスクを含んでいる。前記回転可能マスクは前記第
一及び第二の部分の間の境界付近において被加工材に沿
って移動するエッジを備えている。前記マスク装置は更
にマスクが吹付け装置とともに移動するにつれて同マス
クを回転させ、マスクの清浄な部分を前記境界近傍に運
ぶためのマスク回転装置を含んでいる。最後に前記マス
ク装置は前記回転可能なマスクを連続的に清掃して、塗
装物質が同マスク上に堆積し被加工材上の塗装された被
覆内に欠陥が生じないようにするための手段装置を含ん
でいる。

吹付け塗装のための装置を被加工材に関し移動させ、
同被加工材を前記第一の部分に沿って塗装する手段装置
はロボット式にコントロールされた支持アームを有する
ことが出来る。マスクが吹付け装置とともに移動する際
同マスクを回転させてマスクの清浄な部分を前記境界の
近傍に移動させるための装置は並進運動の方向とほぼ直
角で且つ吹付けられる塗装物質の主要な軸線にほぼ直角
な１つの軸線のまわりで前記回転可能マスクを連続的に
回転させるための装置を有している。前記回転可能なマ
スクは好ましくは円板形状のシールド部材を含んでい
る。

塗装物質を被加工材上に吹付けるための手段装置は塗
装物質を被加工材に導くための第一の吹付けノズルを有
している。塗装物質を被加工材上に吹付けるための前記
手段装置は更に塗装物質をして前記第一の吹付けノズル
と同時に被加工材上に導くための第二の吹付けノズルを
有することが出来る。

前記回転可能なマスクは好ましくは円板形状のシール
ド部材を含むことが可能であり、吹付けられた塗装物質
の主軸は円板形状シールド部材の平面とほぼ平行をなし
ている。回転可能なマスクを清掃するための手段装置は
回転可能マスクの塗装物質吹付け装置に近い方の側と接
触して配置された物質除去ブレードと、同ブレードによ
って回転可能マスクから除去される物質を受入れるため
の物質収納装置とを有している。

被加工材の第一の部分を吹付け塗装する際同被加工材
の第二の部分をマスキングしながら行う吹付け塗装装置
は塗装物質を被加工材上に吹付けるための吹付け装置
と、同吹付け装置が塗装物質を前記第一の部分上に吹付
けている間に同吹付け装置と被加工材の間で相対運動を
行なうための装置と、吹付けられた塗装物質の一部分を
受入れ、同物質が被加工材の第二の部分を塗装すること
を防止するためのマスク装置とを含んでいる。前記マス
ク装置はエッジにして前記第一及び第二の部分間の境目
に配置可能で、少なくとも前記吹付け装置が塗装物質を
前記第一の部分上に吹付けている間は前記吹付け装置に
関して実質的に一定の並進位置にとどまるよう装着され
たエッジを備えた回転可能なマスクと、少なくとも吹付
け装置が塗装物質を前記第一の部分上に吹付けている間
は前記マスクを回転させ、マスク装置のエッジの清浄部
分を境目に沿って漸進的に配置せしめるための回転装置
と、吹付け装置が塗装物質をマスク装置上に吹付けてい
る間前記回転可能なマスクを清掃して、被加工材の第一
の部分上に吹付けられた被膜内に欠陥が生ずるのに十分
な量だけ塗装物質が回転可能マスク上に堆積するのを防
止するべく同回転可能マスクを清掃するための手段装置
とを含んでいる。

相対運動を行なうための前記手段装置はロボット式に
コントロールされた支持アームを有している。マスクを
回転させるための前記装置は、前記相対運動の方向にほ
ぼ直角で且つ前記吹付けられる塗装物質の主要な軸線に
ほぼ直角な１つの軸線のまわりで前記回転可能マスクを
連続的に回転させる。前記回転可能なマスクは好ましく
は円板形状をしたシールド部材を含んでいる。

塗装物質を被加工材上に吹付けるための前記吹付け装
置は塗装物質を被加工材上に導くための第一の吹付けノ
ズルを有している。塗装物質を被加工材上に吹付けるた
めの吹付け装置は更に前記第一の吹付けノズルと同時に
塗装物質を被加工材上に導くための第二の吹付けノズル
を有することが出来る。

前記回転可能マスクは好ましくは円板形状のシールド
部材を含んでおり、吹付けられた塗装物質の主軸は円板
形状したシールド部材の平面とほぼ平行をなしている。
吹付け装置が塗装物質を前記マスク装置上に吹付けてい
る間前記回転可能マスクを清浄化するための手段装置は
回転可能なマスクの前記吹付け装置に近接した側上で回
転可能マスクと近接して配設された物質除去ブレード
と、この物質除去ブレードによって回転可能なマスクか
ら除去される塗装物質を受入れるための物質収納装置と
を有している。

かくして、本発明の一つの目的は吹付け塗装装置であ
って、被加工材の一部分をマスキングし、被加工材の近
接部分を吹付け塗装することが可能な吹付け塗装装置を
提供することである。またそのような吹付け塗装装置で
あってマスクが連続的に清掃されるような吹付け塗装装
置を提供すること、そのような吹付け塗装装置であって
塗装を行なうために一つ又はそれ以上の吹付けノズルが
用いられる吹付け塗装装置を提供することもまた本発明
の目的である。

以下付図を参照して本発明のより詳細な説明を行な
う。

（好ましい実施例の詳細な説明） 第１図、第２図及び第３図を参照すると、これらの図
は本発明に係る吹付け塗装装置を例示している。第１図
において、吹付け塗装すべき被加工材10は自動車のボデ
ィとして例示されている。今車両ボディの上側部分であ
って第一の部分12と境を接している被加工材の第二の部
分14をマスキングした状態において車両ボディの下側部
分である被加工材10の第一の部分12を塗装材により吹付
け塗装することが望まれている。例えば例示した応用例
においては、下側部分12は車両の作動中石又はその類い
がぶつかった時付けが生じにくいビニール材の被膜を塗
装することが出来る。

被膜物質は被加工材10上に塗装するための塗装装置16
は塗装ガン18と、塗装入口ライン20、塗装パターンを制
御する塗装先端22、ガン18の作動を制御する空気ライン
24及びそれぞれライン24及び20に接続されている塗装物
質源並びに加圧空気源とを含んでいる。前記塗装装置16
は例えばシンシナチミラクロンT3−776工業用ロボット
の一部分を有することの出来るロボット制御式アーム26
の端分上に装着されている。前記アームは塗装装置16を
して被加工材10に関してそれを前記第一の部分12に沿っ
て塗装するよう移動させるための手段装置を提供してい
る。例示された実施例は被加工材10を静止したもの、塗
装装置を移動されるものとして示しているが、必要なこ
とは塗装装置16が塗装物質を前記第一の部分12上に塗装
する間該塗装装置と被加工材10の間に相対運動を与える
ということであることが理解されよう。所望とあらば、
前記塗装装置16を静止位置に保持し、被加工材10をこれ
に対して移動させても良い。

塗装された被覆物質が前記第一の部分12を超えて接触
するのを防止するためにマスク装置28が設けられてい
る。前記マスク装置28は塗装された被膜物質の一部分を
受入れ、同物質が被加工材10の第二の部分14を被覆する
ことを防止している。前記マスク装置28は回転可能マス
ク30を含んでおり、同マスクは塗装のための装置ととも
に並進運動するよう同装置上にブラケット32を介して装
着されている。前記回転可能マスク30は前記第一及び第
二の部分12及び14の間で境界36付近の被加工材10に沿っ
て移動するエッジ34を備えている。前記マスク装置28は
少なくとも塗装装置16が塗装物質を前記第一の部分12上
に吹付けている間は同塗装装置16に対して実質的に一定
の並進位置内に保持されるよう装着されている。

前記マスク装置28はマスクが塗装装置16とともに移動
するにつれて、同マスク30の清浄な部分を境界36の近辺
に持ってくるよう同マスクを回転するための装置であっ
て、歯車モータ38、プーリ40及び44及びタイミングベル
ト46を有する手段装置を更に含んでいる。少なくとも塗
装装置16が塗装物質を前記第一の部分12上に吹付けてい
る間はマスクが回転しているということを理解されるで
あろう。円板形状をした前記マスク30は塗装装置16の並
進運動の方向とほぼ直角で且つ吹付けられる塗装物質の
主要な軸線にほぼ直角な１つの軸線のまわりで連続的に
回転される。かくて、円板形状のシールドの主平面は塗
装物質が吹付けられる方向とほぼ平行をなしている。

前記マスク装置28は更に塗装装置16が塗装物質を吹付
けている間前記回転可能マスク30を清浄化して被加工材
10の前記第一の部分12上に塗装された被膜内に欠陥をも
たらすに十分な量だけ被覆物質がマスク上に堆積するの
を防止するための手段装置を含んでいる。回転可能マス
クを清浄化するための前記手段装置は回転可能マスク30
の塗装装置16に近い方の側において同マスクと接触する
ように配置されたれ物質除去ブレード48と、物質受入れ
装置にしてコンテナ50と、前記物質除去ブレード48によ
って回転可能マスク30から除去された塗装物質を受入れ
るための塗装物質戻りライン52とを有している物質受入
れ装置とを含んでいる。所望とあらば、ライン52を経て
除去された塗装物質は再使用のため塗装物質供給源に戻
すことが出来る。物質除去ブレード48及びコンテナ50は
第２図及び第３図においては塗装装置に関して静止位置
に装着された単純な集積コンテナ及びスクレーパブレー
ドとして例示されている。マスク30の中心近くにおいて
同マスク上に堆積する塗装物質が殆んど無い場合にはこ
うするだけで十分である。そうでない他の場合には、し
かしながら、前記集積コンテナ及びスクレーパブレード
を空圧シリンダによって支持し、ブレード及びコンテナ
がマスク30に関して半径方向内向きに周期的に並進運動
させられ、この領域が清掃されることが望ましい。位置
が固定され、マスク30の中心に延びた状態でブレード及
びコンテナを設けることは不可能な場合もあり得るとい
うことを理解されたい。というのはこうすることにより
ノズル22の正常な吹付けパターンが干渉される可能性が
あるからである。

多重パス吹付け塗装作業において用いられている工程
パラメータが第4A図、第4B図及び第4C図に例示されてい
る。最初の２つの吹付けパスはわずかずつ異なる配向に
おいて行なわれており、塗装装置は第三の吹付けパスよ
りも被加工材からは離れている。塗装装置が被加工材か
らより離れて置かれている吹付けパスにおいては、境界
36に対応する「ブレーキライン」における、塗装された
部分12と非塗装部分14の間の被加工材表面の遷移状態は
より平滑なものが得られる。引続くパスはマスク30のエ
ッジ34が前記ブレーキライン及び被加工材の両者により
近くなるようにして行なわれた。多くの用途において
は、しかしながら、吹付け装置の配向を例えば第４図に
示すように同一のものにした状態で単純に多重パスを実
施することが好ましいと判明している。

本発明の装置の代替的実施例が第５図に例示されてお
り、該実施例においては、塗装物質を被加工材10上に吹
付けるための吹付け装置16′は塗装物質を被加工材10上
に導くための第一のノズル54と、塗装物質を前記第一の
吹付けノズル54と同時に被加工材10上に導くための第二
の吹付けノズル56の両ノズルを含んでいる。二つのノズ
ルは同時に吹付けているので、吹付けパスの数は減少
し、より速い吹付け塗装が出来る。第５図において、ノ
ズル54及び56からの吹付けの方向はマスク30の平面とほ
ぼ平行にはなっておらず、ノズル54はノズル56にくらべ
て上方に配置され、より近くに配置されている。一つの
好ましい多重ノズル配置においては、二つのノズルが相
並んで配置されている。いづれにしても、二つのノズル
からの吹付けパターンが被加工材に対して同一の領域に
ぶつかるよう配向されるのが好ましい。二つのノズル、
所望とあらばそれ以上の数のノズルを同時に用いて被加
工材を塗装することは被加工材を塗装するのに要する時
間を劇的に減少させることになるということが理解され
よう。もちろんその場合塗装物質がそのような塗装の仕
方で塗装出来るものであるということが前提条件とな
る。

本発明の装置によれば手動によるマスキング及び吹付
け作業とくらべて、被加工材の一部分を吹付け塗装する
のに要する時間が大きく減少出来るということが判明し
ている。二人の作業者が車両ボディをマスキングして、
下側ボディ部分を吹付け、マスク材を除去するのに要す
る時間は約７分である。第１図乃至第４図に例示した実
施例は同一作業を１分足らずで効率良く実行することが
可能であり、しかも被膜の品質は向上されている。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の吹付け塗装装置の斜視図、 第２図は本発明の吹付け及びマスキング装置の平面図、 第３図は本発明の吹付け及びマスキング装置の正面図、 第4A図、第4B図及び、第4C図は多重パス吹付け作業にお
けるノズルとマスクの配向を例示した図、 第５図は多重吹付けノズルを内蔵した、本発明の第二の
実施例を例示した図である。 10……被加工材、12……被加工材の第一の部分、 14……被加工材の第二の部分、16……塗装装置、 26……ロボットアーム、28……マスク装置、 30……回転可能マスク、 38,40,44,46……マスクの回転装置、 48,50,52……清浄化装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B05B 15/04 102

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加工材の第一の部分と境を接する該被加
   工材の第二の部分をマスキングしながら前記被加工材の
   第一の部分を塗装物質で吹付け塗装し、前記第二の部分
   の塗装を防止するための吹付け塗装装置であって、 前記塗装物質を前記被加工材上に吹付けるための吹付け
   装置と、 前記吹付け装置を前記被加工材に関して移動させ、前記
   被加工材を前記第一の部分に沿って塗装するための移動
   装置と、 前記吹付けられる塗装物質が前記第一の部分を超えて前
   記被加工材と接触することを防止するためのマスク装置
   とを有し、前記マスク装置は、 回転可能マスクにして、前記吹付け装置上に装着され、
   この吹付け装置とともに並進運動を行い、更には前記第
   一及び第二の部分の間の境目付近において前記被加工材
   に沿って移動するエッジを備えている回転可能マスク
   と、 前記マスクが前記吹付け装置とともに移動するにつれ
   て、前記並進運動の方向にほぼ直角で且つ前記吹付けら
   れる塗装物質の主要な軸線にほぼ直角な１つの軸線のま
   わりで前記マスクを回転させ、以って前記マスクの清浄
   な部分を前記境と近接させるための回転装置と、 前記回転可能なマスクを連続的に清掃して、前記塗装物
   質がマスク上に堆積しないようにし、前記被加工材上に
   吹付けられた塗装に欠陥が生じることを防止するための
   清掃装置とを含んでいる吹付け塗装装置。
2. 【請求項２】被加工材の第二の部分をマスキングしなが
   ら該被加工材の第一の部分を塗装物質で吹付け塗装する
   ための吹付け塗装装置であって、 前記塗装物質を前記被加工材上に吹付けるための吹付け
   装置と、 前記吹付け装置が前記塗装物質を前記第一の部分上に吹
   付ける間、前記吹付け装置と前記被加工材の間に相対運
   動を行なわせるための装置と、 吹付けられる塗装物質の一部分を受入れ、この一部分が
   前記被加工材の前記第二の部分を塗装するのを防止する
   ためのマスク装置とを有し、前記マスク装置は、 回転可能なマスクにして、前記第一及び第二の部分間の
   境目に配置可能なエッジを備え、少なくとも前記吹付け
   装置が前記塗装物質を前記第一の部分上に吹付けている
   間は前記吹付け装置に関して実質的に一定の並進位置に
   とどまるように装着されている回転可能なマスクと、 少なくとも前記吹付け装置が前記塗装物質を前記第一の
   部分上に吹付けている間、前記相対運動の方向にほぼ直
   角で且つ前記吹付けられる塗装物質の主要な軸線にほぼ
   直角な１つの軸線のまわりで前記マスクを回転させ、以
   って前記マスクの前記エッジの清浄な部分を前記境目に
   沿って漸進的に配置せしめるための装置と、 前記吹付け装置が塗装物質を前記マスク装置上に吹付け
   ている間に前記回転可能なマスクを清掃して、前記被加
   工材の前記第一の部分上に吹付けられた塗装に欠陥が生
   じせしめるのに十分な量の前記塗装物質がマスク装置上
   に堆積するのを防止するための清掃装置とを含んでいる
   吹付け塗装装置。